AT404300B - Drehgeber - Google Patents

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AT404300B AT0030792A AT30792A AT404300B AT 404300 B AT404300 B AT 404300B AT 0030792 A AT0030792 A AT 0030792A AT 30792 A AT30792 A AT 30792A AT 404300 B AT404300 B AT 404300B
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Description

AT 404 300 B
Die Erfindung betrifft einen Drehgeber mit Inkremental- und Absolutteil für die Erfassung von Winkelpositionen einer Geberscheibe, auf der zusätzlich zu einer Inkrementalteilung in einer radial versetzten Spur eine absolut codierte Meßteilung vorgesehen ist, die vielstellige, den Absolutpositionen zugeordnete Codewörter bestimmt, wobei eine zugeordnete, optoelektronische Ablesseinrichtung als Zeilendetektor mit wenigstens je ein vollständiges Codewort erfassender Zeilenanzahl ausgeführt und für die Inkrementalteilung eine weitere, optoelektronische Ableseeinrichtung vorgesehen ist, wobei eine Auswerteeinheit die Momentanposition der Geberscheibe aus den Abtastsignalen beider Teilungen bestimmt.
Drehgeber werden sowohl für die Erfassung von Winkelpositionen drehender oder schwenkender Teile als auch für Bahnmessungen verwendet, wobei im letzteren Fall die einer Bahn folgende, z.B. lineare Bewegung eines Meßfühlers über eine Umwandlereinrichtung in eine Drehbewegung zum Antrieb der Welle des Drehgebers umgesetzt wird.
Neben Drehgebern der eingangs genannten Art sind auch Drehgeber bekannt, bei denen auch die Geberscheibe ausschließlich mit einer Absolutcodierung versehen ist.
Drehgeber der eingangs genannten Art ermöglichen bei für die Praxis brauchbaren Scheibendurchmessern von z.B. 30 oder 50 mm der Geberscheibe eine relativ hohe Winkelauflösung aus den Abtastsignalen der Inkrementalteilung. Zur Definition der Nullposition der mit der Inkrementalteilung versehenen Geberscheibe wird auf dieser Geberscheibe eine zusätzlich zur Meßteilung abzutastende Referenzmarke engebracht, bei deren Abtastung ein Referenzimpuls erzeugt wird, der z.B. eine von den Abtastsignalen der Inkrementalteilung nach entsprechender Umwandlung in digitale Zählsignale gesteuerte Zähleinrichtung synchronisiert und diese Zähleinrichtung nach Stromausfall oder Betriebsunterbrechungen auf Null oder einen vorgegebenen Wert setzt. Für die Erfassung der zurückgelegten Umdrehungen der Geberscheibe ist bei dieser bekannten Konstruktion eine Anordnung aus zwei oder mehreren weiteren Geberscheiben mit Absolutteilung und zugeordneten Ableseeinrichtungen vorhanden, die über Untersetzungsgetriebe untereinander bzw. mit der die Inkrementalteilung aufweisenden Hauptgeberscheibe verbunden sind. Für die absolute Codierung der entsprechenden Scheiben wird bisher ein vielstelliger, in einer entsprechenden Anzahl von Kreisspuren auf der Scheibe ausgedrückter Code, z.B. der Gray-Code gewählt, wobei die Ableseeinrichtung radial zur Scheibe angeordnet ist und eine der Spuranzahl entsprechende Anzahl von Abtastelementen aufweist. Das Auflösungsvermögen ist bei derartig absolut codierten Geberscheiben um ein vielfaches geringer als das Auflösungsvermögen der inkrementellen Meßeinrichtung. Aus diesem Grund ist es zur Erzielung eindeutiger Angaben auch notwendig, relativ niedrig, z.B. im Verhältnis von 16 : 1 untersetzende Zwischengetriebe zu verwenden, so daß sich bei Scheibendurchmessem von 30 mm für die Erfassung von 1024 Umdrehungen zusätzlich zu der inkrementell codierten Geberscheibe drei absolut codierte Scheiben ergeben, von denen die erste und die zweite über 16 : 1 untersetzende Getriebe untereinander bzw. mit der Hauptscheibe und die dritte über ein 4 : 1 untersetzendes Getriebe mit der zweiten absolut codierten Scheibe verbunden sind. Es ergeben sich große Bauvolumen der entsprechend ausgestatteten Drehgeber, wobei die Notwendigkeit besteht, weitgehend spielfreie Untersetzungsgetriebe zu verwenden. Trotzdem ist es nach einer Betriebsunterbrechung oder einem Stromausfall im ungünstigsten Fall notwendig, fast eine gesamte Umdrehung der inkrementell codierten Geberscheibe bis zum Auftreten des Referenzimpulses vorzunehmen, bevor die Absolutlage der Geberscheibe wieder eindeutig definiert ist. Dadurch wird ein entsprechender Drehgeber z.B. für die unmittelbare Kupplung mit Roboterarmen praktisch unbrauchbar, da eine so weite Verschwenkung des mit dem Drehgeber gekuppelten Teiles, z.B. eines im Inneren eines hohlen Bauteiles arbeitenden Greifers zu Beschädigungen von Bauteil und Roboter führen kann. Für derartige Anwendungsfälle werden deshalb bisher Drehgeber mit wie oben absolut codierter Geberscheibe verwendet, wobei man das wesentlich niedrigere Auflösungsvermögen in Kauf zu nehmen hat. Für die Erfassung der zurückgelegten Umdrehungen werden wieder über Untersetzungsgetriebe angeschlossene Absolut-Codescheiben verwendet.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Drehgebers der eingangs genannten Art, der bei einfachem Aufbau ein hohes Auflösungsvermögen hat und bei dem die Absolutlage der Geberscheibe auch bei Betriebsbeginn und nach Betriebsunterbrechungen bzw. Stromausfall eindeutig definiert ist.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die absolut codierte Meßteilung in Form einer seriellen Strichcodierung vorgesehen, ihre Ableseeinrichtung als CCD-Chip oder Dioden-Zeilenarray ausgebildet ist und eine der Strichcodierung angepaßte Pixelgröße aufweist, daß die Flanken der Codierungsbits der seriellen Strichcodierung mit den Flanken der Inkremente der Inkrementalteilung fluchten und daß eine Beleuchtungseinrichtung für die serielle Strichcodierung nur bei Betriebsbeginn, nach Betriebsunterbrechungen oder bei externer Anforderung blitzlichtartig kurzzeitig einschaltbar ist, so daß die Auswertungseinheit die absolute Momentanposition erfaßt und speichert und die weitere Messung bzw. Positionierung unter Auswertung und Zählung der durch die Abtastung der Inkrementalteilung der Geberscheibe erhaltenen Signale auf diese Momentanposition bezieht; und daß zur Erfassung der Anzahl der zurückgelegten 2
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Umdrehungen der Geberscheibe, wie an sich bekannt, eine von einer fremden Energieversorgung unabhängige Zähleinrichtung vorgesehen ist.
Das Auflösungsvermögen des auf diese Weise realisierten Meßsystems liegt in der gleichen Größenordnung wie das Auflösungsvermögen eines rein inkrementellen Meßsystems, ist also vielfach höher als jenes bekannter absolut codierter Geberscheiben. Bei einer praktisch verwirklichten Ausführungsform läßt sich durch Abtastung des Strichcodes mit dem Zeilendetektor ein Auflösungsvermögen in der Größenordnung von z.B. 20 um erzielen, wobei durch Erfassung der Phasenlage der aus der Abtastung der Inkrementalteilung erhaltenen Signale innerhalb der durch das erfaßte Codewort absolut definierten Position ein wenigstens zehnmal größeres Auflösungsvermögen erreichbar ist, so daß jede Einzelposition und insbesondere jede Startposition mit hinreichender Genauigkeit definiert werden kann. Bei der seriellen Codierung kann sowohl mit ineinander verschachtelten Codewörtern als auch mit aufeinanderfolgenden Codewörtern mit zugeordnetem Start-Bit gearbeitet werden. Bei der verschachtelten seriellen Codierung ergibt sich als Anzahl der möglichen Codewörter aus Strich und Lücke der theoretische Wert von 2", wobei n die Anzahl der Pixel des Zeilendetektors ist. Bei einer Codierung mit Startbit wird jeweils die Relativlage des erfaßten Startbits zum Zeilendetektor erfaßt, so daß die Lage des Codeworts zum Zeilendetektor die momentane Absoiutposition definiert.
Die codierte Meßteilung und die Inkrementalteilung werden vorzugsweise hinsichtlich der Grundteilung aneinander angepaßt. Vorzugsweise wird die absolut codierte Meßteilung in einer radial zur Inkrementalteilung versetzten Spur und radial mit den Flanken der Inkremente der Inkrementalteilung fluchtenden Codierungsbits angeordnet. Für die Erfassung der Anzahl der zurückgeiegten Umdrehungen der Geberscheibe sind verschiedene Varianten möglich, wobei aber jeweils die Bedingung eingehalten wird, daß auch Umdrehungen der Geberscheibe erfaßt werden müssen, während keine äußere Energieversorgung für die Zähleinrichtung vorhanden ist.
Eine dieser Möglichkeiten besteht darin, daß die Zähleinrichtung, wie an sich bekannt, eine Geberscheibe mit absolut codierter Meßteilung und zugeordneter Ableseeinrichtung aufweist und diese zweite Geberscheibe mit der Antriebseinrichtung der ersten Geberscheibe über ein Untersetzungsgetriebe verbunden ist, und daß die Meßteilung der zweiten Geberscheibe ebenfalls eine serielle Strichcodierung aufweist und die Ableseeinrichtung entsprechend ausgebildet ist.
Wegen des vielfach höheren Auflösungsvermögens bei der erfindungsgemäß vorgesehenen seriellen Strichcodierung wird man meist mit einer einzigen zusätzlichen Geberscheibe bei entsprechend hoch untersetzendem Zwischengetriebe das Auslangen finden. Zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit kann auch die zusätzliche Geberscheibe mit einer Inkrementalteilung und zugeordneten Ableseeinrichtungen versehen sein. Um bei einer Drehung der ersten Geberscheibe eine merkbare Drehung der zweiten Geberscheibe zu erzielen, ist es auch möglich, anstelle eines angestrebten Übersetzungsverhältnisses von z.B. 4096 : 1 statt dem Wert ”1" eine höhere relative Primzahl zu 4096, z.B. 27 zu wählen, so daß die erste und die zweite Geberscheibe nach 4096 Umdrehungen der ersten Geberscheibe und 27 Umdrehungen der zweiten Geberscheibe wieder absolut gleiche Positionen erreichen.
Nach einer Variante trägt die Geberscheibe wenigstens ein Betätigungselement für die drehrichtungsabhängige Betätigung einer Vor-Rückwärts-Zähleinrichtung. Bevorzugt wird hier, daß das Betätigungselement als auf der Geberscheibe mit Abstand von deren Drehachse angebrachtes Erregerelement eines ohne fremde Energieversorgung, insbesondere auf kapazitivem oder magnetischem Weg, bei der Vorbeibewegung des Erregerelemenles an einem Empfänger elektrische Impulse erzeugenden Bausatzes ausgebildet ist, wobei der Ausgang des Empfängers mit einer von einer netzunabhängigen Energiequelle, z.B. einer Knopfbatterie, versorgten Zählschaltung verbunden ist, so daß der Stand der Zählschaltung auch bei Ausfall einer äußeren Energieversorgung erhalten bleibt bzw. während des Ausfalls der äußeren Energieversorgung zurückgelegte Umdrehungen der Geberscheibe drehrichtungsabhängig gezählt wird. Hier wird mit einer einzigen Geberscheibe das Auslangen gefunden. Die Energiequelle kann der Zählschaltung zugeordnet oder auch in einer zentralen Steuereinheit leicht auswechselbar angebracht sein.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Erregerelement als Erregermagnet oder -magnetgruppe für einen nach dem Wiegand-Effekt arbeitenden Empfänger ausgebiidet.
Die Verwendung eines Wiegand-Empfängers hat den besonderen Vorteil, daß dieser nicht nur ohne jede fremde Energieversorgung auskommt, sondern im wesentlichen in einer sehr genau definierten Relativlage des Erregermagneten zum Empfänger einen Impuls abgibt, der noch dazu in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Erregermagneten unterschiedlich gepolt ist, also leicht in Auf- bzw. Abzählsignale für die Zähieinrichtung umgewandelt werden kann.
Um für den Sonderfall, daß die Geberscheibe mit dem Erregermagneten in unmittelbarer Nähe des Wiegand-Empfängers angehalten und dann vielleicht sogar in der entgegengesetzten Richtung weiterbe- 3
AT 404 300 B wegt wird, eindeutig definierte Signale zu erhalten und eine Hysterese der Schaltpunkte auszugleichen bzw. zu vermeiden, sind auf der Geberscheibe zwei Erregermagnete versetzt angeordnet. Als Nullposition wird der Mittelwert zwischen den beiden ausgelösten Impulsen definiert.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Drehgeber in stark schematisierter Darstellungsweise in Ansicht, Fig. 2 die erste Geberscheibe des Drehgebers nach Fig. 1, Fig. 3 die zweite Geberscheibe nach Fig. 1, Fig. 4 in der Fig. 1 entsprechender Darstellungsweise einen weiteren Drehgeber und Fig. 5 die Geberscheibe dieses Drehgebers in Ansicht.
Der Drehgeber nach den Fig. 1 bis 3 besitzt eine erste Geberscheibe 1, die von einer Antriebswelle 2 antreibbar ist. Die Welle 2 treibt auch ein sehr hoch, z.B. im Verhältnis 4096 : 1 untersetzendes Zwischengetriebe 3 an, auf dessen Ausgangswelle 4 eine zweite Geberscheibe 5 angeordnet ist.
Die Geberscheibe 1 besitzt eine auf einem Kreisring angeordnete, inkrementale Meßteilung 6 aus gleich großen Strichen und Lücken, die, ebenso wie eine in einer zweiten Spur angeordnete, ebenfalls über einen Kreisring reichende serielle Strichcodierung 7 in vielfach vergrößerten Einzelelementen dargestellt wurde. Die Grundteilung der Strichcodierung 7 entspricht der Inkrementalteilung, so daß die Ranken der Striche der Inkrementalteilung an den entsprechenden Stellen mit den Flanken der Felder der seriellen Strichcodierung 7 zusammenfallen.
Eine weitere, auf einem Kreisring vorgesehene Meßteilung in Form einer seriellen Strichcodierung 8 ist auf der Scheibe 5 vorhanden.
Zur Abtastung der seriellen Strichcodierungen 7, 8 dienen Zeilendetektoren 9,10 mit entsprechend der Grundteilung der Codierung 7, 8 vorgesehenen Zeilen, wobei diese Zeilendetektoren 9, 10 über Beleuchtungseinrichtungen 11, 12 durch die Teilungen 7, 8 hindurch beleuchtet werden und daher der momentanen Relativstellung zur Scheibe 1 bzw. 5 entsprechende Codewörter aus den Teilungen 7, 8 erfassen. Die Signale der Zeilendetektoren 9 und 10 werden einer gemeinsamen Auswertungseinheit 13 zugeführt. Es ist dabei möglich, daß diese Auswertungseinheit 13 die Beleuchtungseinrichtungen 11, 12 jeweils nur bei Betriebsbeginn, nach einem Ausfall der Versorgungsspannung oder nach einer externen Anforderung blitzlichtartig einschaltet und die dadurch Uber die Zeilendetektoren erzeugten Signale als Ausgangsposition speichert. Von dieser Ausgangsposition weg erfolgt die weitere Messung unter Abtastung der Inkrementalteilung 6 über eine zugeordnete Abtasteinrichtung 14, der wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung 15 zugeordnet ist. Die Abtasteinrichtung 14 kann ebenfalls ein Zeilendetektor sein. Es ist aber auch möglich, wie dies ans ich bekannt ist, für die Abtastung der Inkrementalteilung 6 gegeneinander um Teilungsbruchteile versetzte Abtastgitter und zugeordnete Fotoempfänger zu verwenden, wobei in diesem Fall an den Fotoempfängern gegeneinander drehrichtungsabhängig phasenverschobene Signale auftreten. Durch Erfassung der Phasenlage dieser Signale in der Ausgangsposition ist diese Ausgangsposition um ein vielfaches genauer als aus der Abtastung der Absolutteilung 7 definierbar. Die während der weiteren Messung durch Abtastung der Inkrementalteilung 6 erzeugten Meßsignale können über Vervielfacherschaltungen oder Recheneinheiten zur weiteren elektronischen Unterteilung des Maßstabes geleitet und der Auswertungseinheit 13 zugeführt werden. Auf einer der Auswertungseinheit 13 nachgeordneten Anzeigeeinrichtung 16 kann das Meßergebnis angezeigt werden. Die Auswertungseinheit kann die Signale aber auch zu einer Steuereinrichtung weiterleiten. Wie in Rg. 3 angedeutet wurde, kann auch die zweite Geberscheibe 5 zusätzlich mit einer Inkrementalteilung 6a versehen werden, der nicht dargestellte, sinngemäß den Einrichtungen 14 und 15 entsprechende Abtast- und Beleuchtungseinrichtungen zugeordnet sind, die in diesem Fall aber nicht unbedingt mit Dauerlicht arbeiten müssen.
Durch Abtastung der Inkrementalteilung 6a gemeinsam mit der seriellen Strichcodierung 8 läßt sich in der für die Geberscheibe 1 beschriebenen Weise die Ablesegenauigkeit der seriellen Strichcodierung 8 verbessern.
Die Ausführungsform nach den Rg. 4 und 5 entspricht hinsichtlich der Anordnung der ersten Geberscheibe 1 und der Ausbildung von deren Meßteilungen 6, 7 sowie der Auswertung der Meßsignale der Anordnung nach den Fig. 1-3, weshalb gleiche Bezugszeichen für diese Teile verwendet wurden.
Zum Unterschied von den Fig. 1 bis 3 wird keine zweite Geberscheibe verwendet, sondern die Geberscheibe 1 ist an einer Stelle ihres Umfanges mit zwei versetzt angeordneten Erregermagneten 17,18 ausgestattet. Bei jeder Umdrehung gelangen diese Magnete 17, 18 nacheinander in den Bereich eines nach dem Wiegand-Effekt arbeitenden Empfängers 19 der beim Durchgang jedes Magneten 17 bzw. 18 drehrichtungsabhängig gepolte Signale erzeugt, die einer mit einer eigenen Energieversorgung, z.B. einer Knopfbatterie oder einem Akkumulator, versehenen Zähleinrichtung 20 zugeführt werden, die mit der Auswertungseinheit 13 verbunden ist, wobei der momentane Zählerstand der Zähleinrichtung 20 jeweils der 4

Claims (6)

  1. AT 404 300 B Anzahl der Drehungen der Geberscheibe gegenüber einer angenommenen oder definierten Nullposition entspricht. Die Zähleinrichtung 20 könnte auch in die Auswertungseinrichtung 13 integriert sein. Die Eigenenergieversorgung kann in der Zähleinrichtung oder in der Auswertungseinrichtung 13 untergebracht werden. Patentansprüche 1. Drehgeber mit Inkremental- und Absolutteil für die Erfassung von Winkelpositionen einer Geberscheibe, auf der zusätzlich zu einer Inkrementalteilung in einer radial versetzten Spur eine absolut codierte MeBteilung vorgesehen ist, die vielstellige, den Absolutpositionen zugerodnete Codewörter bestimmt, wobei eine zugeordnete, optoelektronische Ableseeinrichtung als Zeilendetektor mit wenigstens je ein vollständiges Codewort erfassender Zeilenanzahl ausgeführt und für die Inkrementalteilung eine weitere, optoelektronische Ableseeinrichtung vorgesehen ist, wobei eine Auswerteeinheit die Momentanposition der Geberscheibe aus den Abtastsignalen beider Teilungen bestimmt, dadurch gekennzeichnet daß die absolut codierte Meßteilung in Form einer seriellen Strichcodierung (7) vorgesehen, ihre Ableseeinrichtung (9) als CCD-Chip oder Dioden-Zeilenarray ausgebildet ist und eine der Strichcodierung angepaßte Pixelgröße aufweist, daß die Flanken der Codierungsbits der seriellen Strichcodierung mit den Flanken der Inkremente der Inkrementalteilung fluchten und daß eine Beleuchtungseinrichtung (11) für die serielle Strichcodierung (7) nur bei Betriebsbeginn, nach Betriebsunterbrechungen oder bei externer Anforderung blitzlichtartig kurzzeitig einschaltbar ist, so daß die Auswertungseinheit (13) die absolute Momentanposition erfaßt und speichert und die weitere Messung bzw. Positionierung unter Auswertung und Zählung der durch die Abtastung der Inkrementalteilung (6) der Geberscheibe (1) erhaltenen Signale auf diese Momentanposition bezieht; und daß zur Erfassung der Anzahl der zurückgelegten Umdrehungen der Geberscheibe, wie an sich bekannt, eine von einer fremden Energieversorgung unabhängige Zähleinrichtung (5,10; 17 - 20) vorgesehen ist.
  2. 2. Drehgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung, wie an sich bekannt, eine Geberscheibe (5) mit absolut codierter MeBteilung (8) und zugeordneter Ableseeinrichtung (10) aufweist und diese zweite Geberscheibe (5) mit der Antriebseinrichtung (2) der ersten Geberscheibe (1) über ein Untersetzungsgetriebe (3) verbunden ist, und daß die Meßteilung (8) der zweiten Geberscheibe (5) ebenfalls eine serielle Strichcodierung aufweist und die Ableseeinrichtung (10) entsprechend ausgebildet ist.
  3. 3. Drehgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberscheibe (1) wenigstens ein Betätigungselement (17, 18) für die drehrichtungsabhängige Betätigung einer Vor-Rückwärts-Zählein-richtung (20) trägt.
  4. 4. Drehgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als auf der Geberscheibe (1) mit Abstand von deren Drehachse (2) angebrachtes Erregerelement (17, 18) eines ohne fremde Energieversorgung, insbesondere auf kapazitivem oder magnetischem Weg, bei der Vorbeibewegung des Erregerelementes an einem Empfänger (19) elektrische Impulse erzeugenden Bausatzes ausgebildet ist, wobei der Ausgang des Empfängers mit einer von einer netzunabhängigen Energiequelle, z.B. einer Knopfbatterie, versorgten Zählschaltung (20) verbunden ist.
  5. 5. Drehgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregerelement als Erregermagnet oder -magnetgruppe (17,18) für einen nach dem Wiegand-Effekt arbeitenden Empfänger (19) ausgebildet ist.
  6. 6. Drehgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Geberscheibe (1) zwei Erregermagnete (17, 18) versetzt angeordnet sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5
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Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5572019A (en) * 1991-03-12 1996-11-05 Canon Kabushiki Kaisha Encoder with varying width light receiver and apparatus having the encoder
US5418362A (en) * 1993-05-27 1995-05-23 Lusby; Brett L. Encoder for determining absolute linear and rotational positions
DE4328525A1 (de) * 1993-08-25 1995-04-06 Mikroelektronik Und Technologi Längen- oder Winkelmeßeinrichtung
JPH0829196A (ja) * 1994-07-18 1996-02-02 Nikon Corp 多回転アブソリュートエンコーダ
DE19532903A1 (de) * 1995-09-07 1997-03-13 Teves Gmbh Alfred Lenkwinkelsensor mit Absolutwertmessung
KR100264312B1 (ko) * 1995-10-13 2000-08-16 디지래드 개선된 전하 수집능력을 갖는 반도체 방사선 검출기
US5821531A (en) * 1996-01-26 1998-10-13 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Dual sensor encoder for detecting forward/reverse rotation having light modulating patterns with a predetermined phase different
SE9601551D0 (sv) * 1996-04-22 1996-04-22 Stridsberg Innovation Ab A quasi-absolute encoder
AUPP482598A0 (en) * 1998-07-24 1998-08-13 Bishop Innovation Pty Limited Angle encoder
US6759648B2 (en) * 1997-08-15 2004-07-06 Bishop Innovation Limited Sensor for sensing absolute angular position of a rotatable body
DE19849108C2 (de) * 1998-10-24 2001-12-13 Fritz Kuebler Gmbh Zaehl Und S Drehgeber
US6873264B2 (en) * 2000-04-25 2005-03-29 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and apparatus for detecting angular phase difference
DE10056605A1 (de) 2000-11-15 2002-05-23 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Verfahren zur Signalauswertung einer optoelektronischen Weg-oder Winkelmeßeinrichtung sowie Verwendung eines solchen Verfahrens
DE10056604A1 (de) * 2000-11-15 2002-05-23 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Verfahren zur Signalauswertung einer optoelektronischen Weg-oder Winkelmeßeinrichtung sowie Verwendung eines solchen Verfahrens
GB0109057D0 (en) * 2001-04-11 2001-05-30 Renishaw Plc Absolute postition measurement
DE20204471U1 (de) * 2002-03-21 2003-04-24 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 83301 Traunreut Positionsmesseinrichtung
US6963064B2 (en) * 2002-06-14 2005-11-08 Pem Management, Inc. Multi-resolution reflective optical incremental encoder
US6867412B2 (en) * 2002-11-12 2005-03-15 Mitutoyo Corporation Scale structures and methods usable in an absolute position transducer
DE10256333A1 (de) * 2002-12-03 2004-06-17 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg Optoelektronische Messeinrichtung zum Erfassen einer Relativbewegung zwischen einem Geber und einer Sensorzeile sowie optoelektronische Sensorzeile
US20040179677A1 (en) * 2003-03-14 2004-09-16 Wei-Lie Ching Control system and method for determining a rotational direction of a ratchet
US7196527B2 (en) * 2004-02-17 2007-03-27 Stridsberg Innovation Ab Redundant compact encoders
DE102004062448A1 (de) * 2004-06-18 2006-01-19 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lenkwinkelsensor
GB0415141D0 (en) * 2004-07-06 2004-08-11 Renishaw Plc Scale reading apparatus
JP2007017428A (ja) * 2005-06-07 2007-01-25 Alps Electric Co Ltd 絶対角検出装置
DE102006017865B4 (de) * 2006-04-13 2012-04-12 Sick Stegmann Gmbh Vorrichtung zur Messung der absoluten Position eines Messobjekts
US8011112B2 (en) * 2006-12-07 2011-09-06 Leica Geosystems Ag Method and apparatus for determining positions
EP2159549B1 (de) * 2008-08-27 2015-10-07 SICK STEGMANN GmbH Vorrichtung zur Messung der Relativposition zwischen einer Massverkörperung und einem Lesekopf
EP2159547A3 (de) * 2008-08-30 2014-06-11 Walter Mehnert Sensorbaugruppe für einen Drehgeber und mit einer solchen Sensorbaugruppe ausgestatteter Drehgeber
GB0906257D0 (en) 2009-04-08 2009-05-20 Renishaw Plc Position encoder apparatus
GB0906258D0 (en) 2009-04-08 2009-05-20 Renishaw Plc Position encoder apparatus
EP2275782B1 (de) 2009-07-15 2014-11-05 Baader, Thomas Absoluter Drehgeber mit hoher Auflösung
US20110112786A1 (en) 2009-11-06 2011-05-12 Hexagon Metrology Ab Cmm with improved sensors
TR201816551T4 (tr) 2010-08-24 2018-11-21 Rotork Controls Çoklu dönüş üzerinden bir girdi elemanının bir açısal konumunun bir göstergesini sağlamak için uyarlanan aparat.
DE102011118831A1 (de) * 2011-11-18 2013-05-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Dämpfung von Torsionsschwingungen in einer Energieerzeugungsanlage
US8763267B2 (en) 2012-01-20 2014-07-01 Hexagon Technology Center Gmbh Locking counterbalance for a CMM
WO2013164361A1 (de) * 2012-04-30 2013-11-07 Fritz Kuebler Gmbh Zaehl- Und Sensortechnik Energieautarker multiturn-drehgeber und verfahren zur ermittlung einer eindeutigen position einer geberwelle mit dem multiturn-drehgeber
DE102012212767A1 (de) * 2012-07-20 2014-01-23 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE102012218890A1 (de) * 2012-10-17 2014-04-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Absolutes Positionsmessgerät
US8777107B1 (en) * 2013-04-25 2014-07-15 Shanghai Shengxiang Science and Technology Co., Ltd. Wheel type laser encoding device and code reading method
DE102014221032A1 (de) * 2014-10-16 2016-04-21 Siemens Aktiengesellschaft Optischer Messwertgeber zur Positionsbestimmung und Maschine mit einem solchen Messwertgeber
JP6611672B2 (ja) * 2016-06-02 2019-11-27 日本電産サンキョー株式会社 ロータリエンコーダ
JP7076683B2 (ja) * 2016-06-27 2022-05-30 Smc株式会社 位置検出装置
JP7118628B2 (ja) * 2017-12-01 2022-08-16 キヤノン株式会社 ロボット装置、およびロボット装置の制御方法
US20190212172A1 (en) * 2018-01-09 2019-07-11 Tt Electronics Plc Absolute Optical Encoders Using Programmable Photodetector Array
WO2019179182A1 (zh) * 2018-03-19 2019-09-26 北京三快在线科技有限公司 条码的生成、识别
CN111480285B (zh) * 2018-06-28 2022-08-19 西门子股份公司 电子封签装置、电机组件及电子封签核验方法
US11118944B2 (en) 2019-01-09 2021-09-14 Viavi Solutions Inc. Rotation angle encoder apparatus
CN112361995B (zh) * 2020-12-02 2022-06-24 四川云盾光电科技有限公司 一种视觉绝对式转动角度测量方法和装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2362731A1 (de) * 1973-12-17 1975-06-19 Leitz Ernst Gmbh Verfahren zur erzeugung einer gruppe von positionsbestimmenden signalen
FR2351389A1 (fr) * 1976-05-10 1977-12-09 Microlec Appareil de mesure de deplacements a reseaux optiques
CH669457A5 (de) * 1986-02-18 1989-03-15 Mettler Instrumente Ag
US4920259A (en) * 1988-09-30 1990-04-24 Hewlett-Packard Company Apparatus for producing a phase insensitive index pulse for motion encoders
US5068259A (en) * 1987-09-16 1991-11-26 Canon Kabushiki Kaisha Resin composition curbable with an active energy ray containing epoxy resin and monomer with ethylenically unsaturated bond

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3689160A (en) * 1970-01-22 1972-09-05 Juozas Juozo Shimulenis Angle-reading device
US3989943A (en) * 1975-07-03 1976-11-02 Campbell John E Angularly adjustable optical switch assembly
DE3325803C2 (de) * 1983-07-16 1986-11-20 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Inkrementale, lichtelektrische Meßeinrichtung
US4720699A (en) * 1985-10-28 1988-01-19 Smith Ronald H Optical encoder using line array detectors
JPH01240820A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Tokyo Keiki Co Ltd 位置情報発生装置および該装置用符号配列体
US4945231A (en) * 1988-06-02 1990-07-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Compound rotary encoder for detecting the rotation angle and the number of rotations of a rotor shaft
US5068529A (en) * 1988-12-22 1991-11-26 Nikon Corporation Absolute position detection encoder
IT1240133B (it) * 1990-03-16 1993-11-27 Prima Electronics S.P.A. Dispositivo trasduttore di posizione
CH683798A5 (fr) * 1990-12-10 1994-05-13 Tesa Sa Capteur de position pour un appareil de mesure de grandeurs linéaires ou angulaires.
US5239177A (en) * 1991-12-06 1993-08-24 Hughes Aircraft Company Angular position and rotational velocity detection using "perfect words"

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2362731A1 (de) * 1973-12-17 1975-06-19 Leitz Ernst Gmbh Verfahren zur erzeugung einer gruppe von positionsbestimmenden signalen
FR2351389A1 (fr) * 1976-05-10 1977-12-09 Microlec Appareil de mesure de deplacements a reseaux optiques
CH669457A5 (de) * 1986-02-18 1989-03-15 Mettler Instrumente Ag
US5068259A (en) * 1987-09-16 1991-11-26 Canon Kabushiki Kaisha Resin composition curbable with an active energy ray containing epoxy resin and monomer with ethylenically unsaturated bond
US4920259A (en) * 1988-09-30 1990-04-24 Hewlett-Packard Company Apparatus for producing a phase insensitive index pulse for motion encoders

Also Published As

Publication number Publication date
DE59303605D1 (de) 1996-10-10
US5332895A (en) 1994-07-26
EP0557265B1 (de) 1996-09-04
ATA30792A (de) 1998-02-15
EP0557265A1 (de) 1993-08-25

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